Báo cáo Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các phụ tùng ô tô tải HD

BỘ CÔNG THƯƠNG

TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN- KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV

* * * * *

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC PHỤ

TÙNG XE ÔTÔ TẢI HD

MÃ SỐ: 09NN-07

ThS. TrÞnh TiÕn KhoÎ

6782

12/4/2008

Hà Nội, 2007

0

BỘ CÔNG THƯƠNG

TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN – KHOÁNG SẢN VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ- TKV

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾTẠO CÁC PHỤTÙNG XE ÔTÔ

TẢI HD: CỤM VAN LIÊN HỢP BEN LÁI, GIẢM CHẤN (KHỚP

NỐI GIẢM GIẬT ĐỘNG CƠ), BƠM LIÊN HỢP BEN LÁI B186A

MÃ SỐ: 09NN-07

THUYẾT MINH BÁO CÁO

Cơ quản chủ quản: Bộ Công Thương

Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ -TKV

DUYỆT VIỆN

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Trịnh Tiến Khoẻ

2

Hà Nội, 2007

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT

Họ và tên

Nghề nghiệp

Cơ quan công tác

1

Trịnh Tiến khoẻ

Đỗ Trung Hiếu

Dương Đình Hùng

Đỗ Thế Ngần

Thạc sỹ Máy và Dụng cụ Viện Cơ khí Năng lượng

Công nghiệp

và Mỏ - TKV

2

3

4

5

6

Thạc sỹ Máy và Dụng cụ Viện Cơ khí Năng lượng

Công nghiệp

và Mỏ - TKV

Viện Cơ khí Năng lượng

và Mỏ - TKV

Kỹ sư Luyện kim

Kĩ sư Chế tạo máy mỏ Viện Cơ khí Năng lượng

và Mỏ - TKV

Phạm Hà Trung

Trần Ngọc Hưng

Kĩ sư Công nghệ chế tạo Viện Cơ khí Năng lượng

máy

và Mỏ - TKV

Công ty Cổ phần Than

Cọc Sáu - TKV

Kĩ sư Cơ khí

3

Môc lôc

Trang

Ch−¬ng 1. TỔNG QUAN................................................................... 5

1.1. Khảo sát nhu cầu phụ tùng ôtô tải............................................. 5

1.2. Ph©n tÝch cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc c¸c s¶n phÈm ............ 8

Ch−¬ng 2. THIẾT KẾ SẢN PHẨM ................................................. 17

2.1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm b¬m vµ van liªn hîp ben l¸i ............... 17

2.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm khíp nèi gi¶m chÊn............................ 29

2.3. LËp bé b¶n vÏ thiÕt kÕ s¶n phÈm............................................. 34

Ch−¬ng 3. CHẾ TẠO vµ thö nghiÖm s¶n phÈm................. 35

3.1. ChÕ t¹o s¶n phÈm .................................................................... 35

3.2. Thö nghiÖm s¶n phÈm ............................................................. 35

Ch−¬ng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................... 42

4.1. Kết luận ................................................................................... 42

4.2. Kiến nghị................................................................................. 42

4

Ch−¬ng 1. TỔNG QUAN

1.1. Khảo sát nhu cầu phụ tùng ôtô tải

Là một nước đang phát triển với dân số trên 83 triệu người, có mạng

lưới giao thông đường bộ trải dài trên khắp đất nước, vì vậy nhu cầu vận tải

bằng ôtô của Việt Nam hiện nay là rất lớn. Số liệu về lượng xe vận tải đường

bộ của Việt Nam tính đến hết tháng 6 năm 2006 thể hiện trong Bảng 1-1.

Nhìn vào bảng 1-1 ta thấy chỉ riêng số lượng xe tải đã là 239.470 chiếc, chiếm

37,9% trong tổng số xe các loại. Trong đó xe tải trọng đến 2 tấn chiếm 42,9%;

xe tải trọng 2 ÷ 7 tấn chiếm 34,8% còn lại là xe có tải trọng trên 7 tấn. Nếu

tính theo thời gian đưa vào sử dụng thì lượng ôtô sử dụng dưới 10 năm chiếm

51,2%; lượng xe sử dụng trên 15 năm chiếm 28,9%. Như vậy đội xe tải của

chúng ta đã được đưa vào sử dụng với thời gian khá dài, chính vì vậy hiện nay

nhu cầu về phụ tùng phục vụ cho công tác thay thế sửa chữa là rất lớn.

Trong Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam, xe tải được sử dụng

nhiều để vận tải đất đá thải, vận tải than... Số lượng huy động xe tải của toàn

ngành trong năm 2005 là 3491 xe các loại (xem Bảng 1 -2). Theo thống kê

trong tài liệu khảo sát, đánh giá thực trạng và đề ra chiến lược sử dụng ôtô

vận tải mỏ của Than Việt Nam do Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ thực hiện

năm 2005 thì: Tổng số xe HD sử dụng trong TKV là 88 xe (trong đó Cọc Sáu

có 66 xe; Cao Sơn có 8 xe; Hà Tu có 14 xe). Số lượng xe lớn và luôn phải

hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường mỏ nên yêu cầu sửa

chữa, thay thế phụ tùng thiết bị rất lớn. Dự báo nhu cầu sửa chữa lớn và phụ

tùng ôtô vận tải mỏ của Than Việt Nam được thể hiện trong Bảng 1 – 4.

Bảng 1 - 1: Lượng xe ôtô vận tải của Việt Nam (tính đến hết 6/2006)

TT

Chỉ tiêu Tổng số Xe con

Xe

Xe tải

Xe

xe các

loại

khách

chuyên

dùng

khác

1

2

Số lượng 631.580 220.712 82.728 239.470 58.458 30.212

(Chiếc)

Tỷ lệ (%)

100

34.9

13.1

37.9

9.3

4.8

Nguồn: Hiệp hội vận tải ôtô Việt Nam

5

Bảng 1 - 2: Kế hoạch huy động xe ôtô tải của Than Việt Nam năm 2005

Tên thiết bị

Xe có đến

31.12.04

Kế hoạch huy

động

D.Kiến

thanh lý

Nhu cầu

bổ sung

SX

2604

208

199

146

144

79

81

19

199

113

48

-

P.Vụ

927

Toàn Tập đoàn

Công ty Than Cao Sơn

Công tyThan Cọc Sáu

Công ty Than Đèo Nai

Công ty Than Hà Tu

3491

248

417

228

34

10

24

259

200

205

108

105

31

277

196

65

52

58

64

46

26

12

70

72

22

-

27

34

57

25

15

5

32

37

23

14

26

10

18

15

4

20

16

12

0

8

-

23

17

4

-

7

6

5

10

3

-

1

9

5

-

11

2

-

1

-

4

-

1

16

20

15

23

12

-

24

4

9

Công tyThan Núi Béo

Công ty Than Dương Huy

Công ty Than Khe Chàm

Công ty Than Nội Địa

Công ty Than Uông Bí

Công ty Than Mạo Khê

Công ty Than Vàng Danh

Công ty Than Quang Hanh

Công ty Than Hạ Long

Công ty Than Hòn Gai

106

68

-

51

84

76

46

45

38

57

16

28

-

19

7

61

-

4

16

-

18

25

20

8

-

13

8

4

-

10

3

-

1

5

4

99

118

73

Công ty Than Hà Lầm

Công ty Than Thống Nhất

Công ty Than Mông Dương

Công ty Xây dựng Mỏ

63

43

77

53

52

14

56

19

79

13

8

40

9

10

20

33

Công ty Địa chất Mỏ

Công ty CP ĐTTM & DV

Công ty Cảng và KD Than

Công ty Tuyển Than Cửa Ông

Công ty Tuyển Than Hòn Gai

Công ty VL nổ Công nghiệp

Công ty Đo lường TVN

Công ty TBĐ Cẩm Phả

Công ty CTM Than Việt Nam

Công ty CK Đóng tàu TVN

Công ty CN Ôtô TVN

Trung tâm Cấp cứu Mỏ

Công ty C phần TM Đá Mài

Công ty Đông Bắc

Công ty CP Vận tải & ĐTTM

Công ty Vật tư VT & XD

Trường đào tạo NM Hồng Cẩm

Trường đào tạo NM Hữu Nghị

20

9

11

8

7

-

16

29

551

110

64

48

2

-

490

116

90

34

18

11

10

-

102

20

18

10

1

8

38

13

7

60

8

Nguồn: Khảo sát, đánh giá thực trạng và đề ra chiến lược sử dụng ôtô vận tải mỏ của TVN

6

Bảng 1 – 4: Nhu cầu sửa chữa lớn và phụ tùng ôtô vận tải mỏ của Than Việt Nam giai đoạn 2005 ÷ 2020 (Tấn)

TT

A

1

Tên gọi

Sửa chữa lớn

Vùng Cẩm Phả

Vùng Hòn Gai

Vùng Uông Bí

Vùng Nội Địa

Phụ Tùng

2005

12.517

8.569

2.223

851

2006

12.661

8.631

2.250

874

2007

12.852

8.760

2.265

901

2008

12.985

8.865

2.267

922

2009

13.104

8.951

2.274

944

2010

13.167

8.984

2.281

964

2015

12.883

8.668

2.231

1.002

982

2020

12.482

8.356

2.093

0.017

1.016

1.748

1.170

293

2

3

4

876

906

926

931

935

938

B

1

1.751

1.199

311

1.771

1.208

314

1.799

1.226

317

1.819

1.241

318

1.835

1.253

319

1.845

1.258

320

1.803

1.213

312

Vùng Cẩm Phả

Vùng Hòn Gai

Vùng Uông Bí

Vùng Nội Địa

2

3

119

122

126

129

132

135

140

142

4

122

127

130

131

132

138

143

Nguồn: Chiến lược và quy hoạch phát triển Cơ khí Ngành Than giai đoạn 2005 – 2010 có xét triển vọng đến 2020

0

Mặt khác, hiện nay Tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam là đơn vị

được Nhà nước cho phép tiến hành lắp ráp, sản xuất xe tải nặng. Để đáp ứng

được yêu cầu nội địa hoá theo đúng lộ trình mà nhà nước đề ra thì đòi hỏi các

nhà chế tạo trong và ngoài ngành cần phải đẩy mạnh nghiên cứu, thiết kế, chế

tạo các phụ tùng phục vụ nội địa hoá.

Tóm lại: Nhu cầu về thiết kế, chế tạo thiết bị, phụ tùng phục vụ thay

thế, sửa chữa, nội địa hoá ôtô tải là rất lớn. Việc Viện Cơ khí Năng lượng và

Mỏ - TKV, đề xuất đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phụ tùng xe ôtô tải

HD”, và đã được Bộ Công Thương cho thực hiện là một bước đi đúng. Kết

quả thành công của đề tài mang cả ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học.

1.2. Ph©n tÝch cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc c¸c s¶n phÈm

1.2.1. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña côm van vµ b¬m liªn hîp ben l¸i

1.2.1.1. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc B¬m B186A

* CÊu t¹o b¬m liªn hîp ben l¸i B186A (H×nh 1-1) gåm c¸c chi tiÕt sau:

1 – Th©n b¬m

6 – Gio¨ng lµm kÝn

7 – Vßng bi SKF 69/28

8 – Trôc r¨ng chñ ®éng

9 – B¹c sau

11 – B¹c tr−íc

2 – N¾p sau

12 – N¾p tr−íc

3 – B¹c ®Þnh t©m

4 – B¹c lÖch t©m

5 – Phít lÖch t©m

13 – Phít cæ trôc

14 – Vßng phanh

15 – Bu l«ng M12

10 – Trôc r¨ng bÞ ®éng

* Nguyªn lý lµm viÖc cña B¬m B186A nh− sau:

Trôc chñ ®éng nhËn c«ng suÊt tõ ®éng c¬. C¸c b¸nh r¨ng chñ ®éng g¾n

trªn trôc chñ ®éng quay truyÒn chuyÓn ®éng cho c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nã

quay theo. Theo nguyªn t¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau, ë n¬i ra khíp,

chÊt láng sÏ ®−îc hót vµ ®iÒn ®Çy c¸c vïng ch©n r¨ng råi ®−îc mang theo

trong qu¸ tr×nh quay cña b¸nh r¨ng, ®Õn n¬i vµo khíp chÊt láng bÞ chÌn Ðp ®Èy

ra khái vïng ch©n r¨ng do ®ã chÊt láng ®−îc t¨ng ¸p vµ ra èng ®Èy. Trong qu¸

tr×nh lµm viÖc dÇu ®−îc ®iÒn ®Çy vµo khoang hót qua cöa vµo cña b¬m, dÇu

b«i tr¬n c¸c æ bi th«ng qua lç A ®i vµo hèc n¾p B1 vµ B2.

8

Khi b¬m lµm viÖc cã t¶i ¸p suÊt cña cöa ra cao h¬n cöa tr−íc, ¸p suÊt

cña khoang ®Èy b¹c sau th«ng qua ®−êng P, ®Ó ®Èy cÆp b¹c sau tiÕn s¸t vµo

b¸nh r¨ng lµm khe hë gi÷a mÆt bªn cña b¸nh r¨ng vµ cÆp b¹c tr−íc nhá ®i.

9

C

p

H×nh 1 – 1: CÊu t¹o cña B¬m liªn hîp ben l¸i B186A

10

1.2.1.2. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc côm van liªn hîp ben l¸i

* CÊu t¹o côm van liªn hîp ben l¸i (H×nh 1 -2) gåm c¸c chi tiÕt vµ côm

chi tiÕt sau:

H×nh 1 – 2: CÊu t¹o cña Van liªn hîp ben l¸i

1. Côm van tiÕt l−u 10. Gio¨ng lµm kÝn 19. §ai èc M8 x 10 28. Gio¨ng vÆn kÝn

2. Côm ®iÒu chØnh 11. Trôc lµm kÝn

20. BÝch lµm kÝn

12. Gio¨ng lµm kÝn 21. Vá lµm kÝn

13. BÝch lµm kÝn 22. Then b»ng

29. Gio¨ng vÆn kÝn

30. Gio¨ng vÆn kÝn

31. §ai èc lµm kÝn

3. Th©n van

4 . Trôc van

5. §ai èc M30 x 25 14. Bu l«ng M6x20 23. Bu l«ng M4x25 32. §ai èc lµm kÝn

6. Gi¨ng lµm kÝn

7. Gi¨ng lµm kÝn

8. Trôc lµm kÝn

15. §Öm nghiªng 6 24. CÇn g¹t

16. Gi¨ng lµm kÝn 25. MiÕng chÆn

17. Gi¨ng lµm kÝn 26. Bu l«ng

33. Lß xo

34. Ty lµm kÝn

9. Gio¨ng lµm kÝn 18. Gi¨ng lµm kÝn 27. Gio¨ng vÆn kÝn

11

* Nguyªn lý lµm viÖc cña côm Van liªn hîp ben l¸i nh− sau:

B¬m liªn hîp ben l¸i B186A vµ côm van liªn hîp ben l¸i lµ 02 phÇn tö

thuû lùc ®i liÒn trong hÖ thèng thuû lùc cña xe t¶i HD. Nã thùc hiÖn 02 chøc

n¨ng chÝnh lµ: N©ng ben vµ ®iÒu khiÓn l¸i.

Khi ®éng c¬ chÝnh lµm viÖc, B¬m B186A lµm viÖc vµ cung cÊp dÇu cho

côm van qua c¸c èng dÉn chÝnh. Khi ®iÒu khiÓn van, tuú theo vÞ trÝ tay g¹t mµ

dÇu ®−îc ®−a vµo xilanh ben ®Ó n©ng h¹ hoÆc chuyÓn h−íng l¸i (steering).

Muèn ®iÒu khiÓn van ta g¹t tay g¹t ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c vÞ trÝ yªu cÇu. Khi tay

g¹t ë vÞ trÝ thø nhÊt (vÞ trÝ n©ng ben) dÇu tõ b¬m B186A ®i qua hÖ thèng èng

dÉn ®Õn van, nhê kÕt cÊu cña van mµ dÇu ®−îc dÉn qua hÖ thèng èng dÉn ®Õn

cung cÊp vµo khoang n©ng cña lßng xilanh ben tõ ®ã ben ®−îc n©ng lªn. Khi

g¹t tay g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø hai, dÇu l¹i ®−îc b¬m ®−a qua hÖ

thèng èng dÉn, qua van vµ còng nhê kÕt cÊu cña van mµ dÇu ®−îc dÉn ®Õn

khoang h¹ cña lßng xilanh ben tõ ®ã ben ®−îc h¹ xuèng. Khi cÇn gi÷ t¶i cho

ben ta g¹t cÇn g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø 3 lµ vÞ trÝ gi÷ t¶i. Khi xe vËn

hµnh th× ta g¹t cÇn g¹t ®iÒu khiÓn van sang vÞ trÝ thø 4 lµ vÞ trÝ mµ hÖ thèng

n©ng ben ngõng ho¹t ®éng, lóc nµy dÇu tõ b¬m B186A, ®i qua van vµ ®Õn hÖ

thèng l¸i, lóc nµy chøc n¨ng cña côm van lµ cung cÊp dÇu ®Õn xi lanh chuyÓn

h−íng l¸i. TÊt c¶ l−îng dÇu tuÇn hoµn ®Òu ®−îc qua van vµ ®−a vÒ bÓ dÇu.

H×nh 1 - 3 m« t¶ sù liªn hîp gi÷a 02 chøc n¨ng lµ chøc chuyÓn h−íng l¸i vµ

chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ben.

1.2.1.3. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc cña côm khíp nèi gi¶m chÊn ®éng c¬

* CÊu t¹o cña côm khíp nèi gi¶m giËt ®éng c¬ (H×nh 1 – 4) bao gåm:

1. Ch÷ thËp: Cã h×nh d¹ng ch÷ thËp n»m ë trong thít gi÷a, ngoµi cã 02

mÆt bÝch, gi÷a thít gi÷a vµ ch÷ thËp cã 08 miÕng cao su ®−êng kÝnh φ80 dÇy s

= 60mm. Ch÷ thËp ®−îc l¾p víi trôc 2 ë d¹ng then hoa, khi lµm viÖc bèn c¸nh

sÏ Ðp lªn c¸c miÕng cao su.

2. Thít gi÷a: Cã h×nh d¹ng trßn bao quanh ch÷ thËp cã 04 c¸nh quay

vµo trong ng−îc víi ch÷ thËp, trªn th©n cã khoan lç φ11 ®Ó l¾p 02 mÆt bÝch

trong vµ ngoµi, gi÷a 4 c¸nh cã 08 miÕng cao su, c¸c gê cña thít gi÷a khoan

12

c¸c lç ®Ó b¾t chÆt víi ®u«i ®éng c¬. Khi lµm viÖc c¶ chi tiÕt sÏ quay víi ®u«i

®éng c¬ vµ trôc then hoa, bèn c¸nh quay vµo trong sÏ Ðp lªn c¸c miÕng cao su.

3. MÆt bÝch trong vµ ngoµi: C¸c chi tiÕt nµy ®−îc l¾p cè ®Þnh vµo thít

gi÷a b»ng c¸c bu l«ng M10, khi lµm viÖc sÏ bÞ ch÷ thËp Ðp vµ nÐn vµo c¸c mÆt

trong cña nh÷ng mÆt bÝch nµy.

4. Cao su: C¸c miÕng cao su cã kÝch th−íc φ80, s = 60 cã t¸c dông lµm

gi¶m va ®Ëp gi÷a c¸c c¸nh cña thít gi÷a vµ ch÷ thËp.

5. Vung gi¶m chÊn: §−îc l¾p vµo ®u«i ®éng c¬ cã t¸c dông chèng bôi,

b¶o vÖ c¸c chi tiÕt phÝa trong. PhÝa ®Çu cña vung gi¶m chÊn cã l¾p vßng bi

6213 víi trôc then hoa vµ trªn ®ã cã c¸c gê l¾p c¸c phít chèng bôi.

6. Vßng bi, bu l«ng vµ ªcu: Vßng bi bao gåm 02 vßng 6208 vµ 6213. Bu

l«ng vµ ªcu gåm 02 lo¹i M10 vµ M12.

* Nguyªn lý lµm viÖc:

Theo ph©n tÝch ®éng häc vµ nguyªn lý m¸y ®èi víi côm gi¶m chÊn cã

nguyªn lý nh− lùa chän tæng hîp cña khíp nèi trôc bï, khíp nèi trôc r¨ng vµ

khíp nèi trôc ®µn håi.

- Khíp nèi trôc bï: gi¶i quyÕt yªu cÇu ®é chÝnh x¸c vÞ trÝ t−¬ng ®èi gi÷a

c¸c trôc.

- Khíp nèi trôc r¨ng: §¶m nhiÖm viÖc truyÒn m«men xo¾n tõ ®éng c¬

®Õn hÖ thèng truyÒn lùc

- Khíp nèi trôc ®µn håi: Hai nöa nèi trôc ë gi÷a cã bé phËn ®µn håi

Tõ ph©n tÝch trªn, khi côm gi¶m chÊn lµm viÖc do cÊu t¹o c¸c bé phËn

®µn håi vµ chøc n¨ng truyÒn t¶i m«men xo¾n cña ®éng c¬ ®Õn c¸c bé phËn

kh¸c cña hÖ thèng truyÒn lùc. Nã cã t¸c dông:

- Gi¶m va ®Ëp vµ chÊn ®éng v× bé phËn ®µn håi cã t¸c dông tÝch luü vµ

tiªu thô c¬ n¨ng do va ®Ëp, chÊn ®éng sinh ra.

- §Ò phßng céng h−ëng do dao ®éng, truyÒn ®éng xo¾n g©y nªn.

- Bï l¹i ®é lÖch trôc.

KÕt qu¶ m«men xo¾n tõ trôc ra ®éng c¬ ®−îc truyÒn ®Õn c¸c bé phËn

tiÕp theo ªm dÞu, gi¶m chÊn ®éng. VÞ trÝ cña côm khíp nèi gi¶m chÊn ®éng c¬

®−îc tr×nh bµy trªn H×nh 1 - 5.

13

Ch−¬ng 2. THIẾT KẾ SẢN PHẨM

2.1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm b¬m vµ van liªn hîp ben l¸i

§èi víi hÖ thèng b¬m + van liªn hîp ben l¸i th× c¸c yªu cÇu tÝnh to¸n vÒ

¸p lùc còng nh− l−u l−îng ®Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh lµm viÖc cña hÖ thèng liªn

hîp phô thuéc chÝnh vµo viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ b¬m liªn hîp ben l¸i B186A. Do

vËy nhãm ®Ò tµi ®· ®i s©u t×m hiÓu vÒ lý thuyÕt b¬m b¸nh r¨ng vµ tõ ®ã tÝnh

to¸n thiÕt kÕ b¬m ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu lµm viÖc. §èi víi van liªn hîp ben l¸i

®−îc ®iÒu khiÓn b»ng c¬ khÝ, kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt ®èi víi viÖc tÝnh to¸n

thiÕt kÕ, do vËy nhãm ®Ò tµi chØ ®i s©u vµo thiÕt chÕ t¹o theo mÉu ®· cã s½n. KÕt

qu¶ ®Ò tµi ®· thiÕt kÕ hoµn chØnh c¸c bé b¶n vÏ c¸c s¶n phÈm.

2.1.1. L−u l−îng lý thuyÕt trung b×nh cña b¬m b¸nh r¨ng B186A.

Còng nh− b¬m b¸nh r¨ng kh¸c ta cã c«ng thøc tÝnh l−u l−îng lý thuyÕt

cña b¬m b¸nh r¨ng nh− sau:

Q_lt= 2.z.a.n

(2-1)

Trong ®ã:

a: thÓ tÝch cña mçi r¨ng

n: sè vßng quay cña b¬m.

z: sè r¨ng cña b¸nh r¨ng

Q_lt: l−u l−îng lý thuyÕt.

t

d

Víi a = .h.b, víi t = π . lµ b−íc r¨ng:

2

z

D- ®−êng kÝnh vßng l¨n:

b- chiÒu dµy b¸nh r¨ng;

h- chiÒu cao ¨n khíp;

D

z

m- m« ®un cña b¸nh r¨ng: m =

Nh− vËy: NÕu sè r¨ng cña hai b¸nh r¨ng kh«ng nh− nhau, th× sÏ lÊy sè r¨ng

cña b¸nh chñ ®éng ®Ó tÝnh. L−u ý c¸c c«ng thøc tÝnh t, h trªn ®èi víi b¸nh

r¨ng kh«ng dÞch chØnh.

Thùc tÕ th× khi tÝnh l−u l−îng ta cßn ph¶i tÝnh ®Õn tæn thÊt vµ do vËy cßn

ph¶i nh©n víi ®¹i l−îng η_Qgäi lµ hiÖu suÊt cña b¬m

17

Q =η_Q.2π.D.m.b.n = Q_tt( Q_tt:l−u l−îng thùc tÕ)

Hay Q =η_Q.2π.m².z.b.n

(2-2)

2.1.2. TÝnh to¸n cÆp b¸nh r¨ng cña b¬m B186A

Ta cã :

A = 60 ( Kho¶ng c¸ch t©m hai trôc)

m = 5,5 ; Z = Z₁= Z₂= 10 ; B = 39 (ChiÒu réng vµnh r¨ng)

TÝnh to¸n b¸nh r¨ng:

Ta tÝnh hÖ sè dÞch chØnh t©m [2]

y = A/m - 0,5(Z₁+ Z₂) = 0,91

Kho¶ng c¸ch trôc chia:

a = 0,5.(d₂+d₁) = 0,5m(z₂+z₁)/cosβ

(2-3)

(2-4)

= 0,5.5,5.(10+10)/cos0⁰= 55 mm

TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch hai trôc: [2]

a_w= a + ym = 55 + 0,91x5,5 = 60 mm

Gãc pr«fin r¨ng:

α_t= arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg20⁰/cos0⁰) = 20⁰.

Gãc ¨n khíp:

(2-5)

(2-6)

(2-7)

α_tw= arccos(acosα_t/a_w)= arccos(55.cos20⁰/60)=30⁰32’.

Tæng hÖ sè dÞch chØnh [2]:

x_t= [(z₁+z₂)(invα_tw- invα_t)]/(2.tgα)

= [(10+10).(inv30⁰32’- inv20⁰)]/(2.tg20⁰)

x_t= 20.(0,056720-0,014904)/0,728 = 1,15 mm

§−êng kÝnh chia d:

d₁= mz₁cosβ = 5,5.10.cos0⁰= 55 mm

d₂= mz₂cosβ=5,5.10.cos0⁰= 55 mm

§−êng kÝnh l¨n d_w:

18

H×nh 2-1: S¬ ®å nguyªn lý ¨n khíp cÆp b¸nh r¨ng th©n khai

d_w1= d₁+[2y/(z₂+ z₁)]d₁= 55 + [ 2.0,91/20].55 = 60 mm

d_w2= d₂+[2y/(z₂+ z₁)d₂= 60 mm

§−êng kÝnh ®Ønh r¨ng d_a:

d_a1= d₁+2(1+x₁- ∆y)m

= 55 + 2(1 + 0,575 - 0,0295).5,5 = 72 mm

Víi hÖ sè gi¶m ®Ønh r¨ng[2] ∆y = 0,0295

V× nh÷ng b¸nh r¨ng cña b¬m dÇu b»ng nhau nªn hÖ sè dÞch chØnh còng

b»ng nhau: x₂= x₁nªn ta cã: x_t= x₂+ x₁ta cã x₁= 1,15/2 = 0,575

d_a2=d₂+2(1+x₂-∆y)m = 72 víi[2] ∆y = 0,0295

§−êng kÝnh ®¸y r¨ng d_f:

d_f1=d_f2= d₁- (2,5 - 2x₁)m

= 55 - (2,5 - 2.1,15).5,5 = 47,5

ψ_bd=b_w/d_w1

= 39/60=0,65

§−êng kÝnh vßng chia d_∂= Zm = 5.5x10 =55

19

ChiÒu cao ®Çu r¨ng h_®= 5.5

ChiÒu cao ch©n r¨ng h = 11.92

Tõ nh÷ng tÝnh to¸n trªn ta cã b¶ng th«ng sè cÇn thiÕt cña b¸nh r¨ng b¬m

B186A.

B¶ng 2-1 Th«ng sè b¸nh r¨ng b¬m B186A

M « ® u n

Sè r¨ n g

m

Z

5,5

10

G ã c ¸ p lù c

2 0 °

α ο

C Ê p c h Ýn h x¸ c

6

K h o ¶ n g d Þc h d a o

C h iÒ u c a o ® Ç u r¨ n g

G ã c ¨ n kh í p

ξm

h ®

α

3,163

5,5

3 0 °3 2 '

11 ,92

27,21

h

L

C h iÒ u c a o r¨ n g

C h iÒ u d µ i p h ¸ p tu yÕ n c h u n g

P ro fin g è c

l o c t 30 18 - 54

2.1.3. L−u l−îng vµ ¸p suÊt lý thuyÕt cña b¬m b¸nh r¨ng B186A

L−u l−îng tÝnh to¸n t¹i buång cña b¬m

Tõ c«ng thøc (3.2) ta cã:

L−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng cã b = 39 mm vµ vËn tèc tèi thiÓu ®Ó vËn

hµnh lµ n = 1300 ®Õn 1500 v/ph:

Q =η_Q.2π.m².z.b.n

(2-8)

Q= 2.π.0,89.(5,5)².10.39.1300 = 86(l/ph)

VËy l−u l−îng tÝnh to¸n cña b¬m lµ Q = 86 lÝt/ phót hay Q = 0,066 l/v

2.1.4. C«ng suÊt trªn trôc b¬m

Ta cã c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt trªn trôc b¬m:

N = M.ω = p.Q

Trong ®ã:

(2-9)

N: c«ng suÊt trªn trôc;

P: ¸p suÊt cña b¬m;

Q: l−u l−îng cña b¬m;

ω : vËn tèc gãc trªn trôc.

20

Víi ¸p suÊt ®Çu ra cña b¬m lµ P = 20 MPa.

P = 20000kPa = 20.10⁶Pa (N/m²).

C«ng suÊt b¬m cÇn cã:

N=p.Q = 20.10⁶.86.10^-3/60 = 28,7.10³(W) =28,7 kW.

2.1.5. Lùc ®Èy h−íng kÝnh vµ m« men quay cña b¬m b¸nh r¨ng

Theo chiÒu quay cña b¬m b¸nh r¨ng, ¸p suÊt trong c¸c r·nh r¨ng cña

b¸nh r¨ng t¨ng dÇn tõ khoang hót ®Õn khoang ®Èy. ¸p suÊt ®−îc ph©n bè

tuyÕn tÝnh tõ khoang hót A ®Õn khoang ®Èy B, t−¬ng ®−¬ng víi hîp lùc F t¸c

dông lªn c¸c æ ®ì theo ph−¬ng h−íng kÝnh. Chóng ta sÏ xÐt c¸c biÖn ph¸p

gi¶m lùc h−íng kÝnh nµy trong môc sau.

Còng ¸p suÊt chªnh lÖch nµy t¸c dông theo ph−¬ng vßng sÏ g©y nªn m«

men c¶n ( hay m« men quay), mµ tÝch sè M.ω chÝnh lµ c«ng suÊt trªn trôc

b¬m (ω lµ vËn tèc gãc cña trôc b¬m). M« men c¶n t¸c dông lªn trôc cña b¸nh

r¨ng 1 lµ:

R₂+ x 1

= .p.b.(R₂²− x²)

M₁= p.b(R₂-x).

(2-10)

2

Trong ®ã: p-®é chªnh ¸p suÊt gi÷a khoang hót vµ khoang ®Èy:

b- chiÒu réng vµnh r¨ng:

R₂- b¸n kÝnh vßng ®Ønh r¨ng.

M« men t¸c dông lªn b¸nh r¨ng 2 lµ:

1

.p.b.(R₂²− y²)

M₂=

(2-11)

2

NÕu kh«ng kÓ tíi ¶nh h−ëng cña lùc ma s¸t gi÷a hai mÆt r¨ng, th× m«

men (hay m« men quay) t¸c ®éng lªn trôc cña b¸nh r¨ng chñ ®éng sÏ lµ:

1

2

⎡

⎤

p.b. 2R − x + y

(

)

M = M1+M2 =

(2-12)

⎣

⎦

2

To¹ ®é cña ®iÓm ¨n khíp A(x,y) ®−îc x¸c ®Þnh

x²= c²+ (R-k)²

y²= c²+ (R+k)²

hay x²+ y²= 2R²+ 2(k²+c²)

ë ®©y, k²+c²= l²

21

H×nh 2-2: S¬ ®å tÝnh m« men tøc thêi cña b¸nh r¨ng

l - kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ¨n khíp A ®Õn t©m ¨n khíp p, H×nh 2-2

R- b¸n kÝnh vßng l¨n;

Ro- b¸n kÝnh vßng c¬ së.

Do ®ã:

x²+ y²= 2(R²+l²)

(2-13)

thay (2.13 vµo (2.12) ta cã:

R²− R²−l²

M = p.b(

)

(2-14)

(2-15)

2

§èi víi b¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh,R₂= R +m, v× vËy:

M = p.b(2R.m + m²-l²).

C«ng thøc (2-15) cho thÊy m« men phô thuéc vµo ¸p suÊt p, kÕt cÊu cña

b¸nh r¨ng (b,R,m) vµ phô thuéc tøc thêi vµo to¹ ®é ®iÓm ¨n khíp, nh−:

Khi l = l_maxth× M = M_min= p.b(2R.m +m²-l²_max).

Khi l = 0 th× M =M_max= M = p.b(2R.m +m²).

ë ®©y ta xÐt m« men quay lín nhÊt:

M₃= 20.10⁶.39.10^-3.(2.36.5,5 + 5,5²)10^-6= 332,5 (Nm) .

2.1.6. L−u l−îng tøc thêi vµ dao ®éng l−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng

C«ng suÊt trªn trôc b¬m d−îc tÝnh nh− sau:

N = M. ω = p.Q

(2-16)

22

M.ω

p

Hay:

Q =

= (2R.m +m²-l²) ω.b

(2-17)

Trong c«ng thøc (2-17), c¸c ®¹i l−îng R, m, b, ω lµ kh«ng ®æi. Cßn

th«ng sè l phôc thuéc vµo tÝnh chÊt ¨n khíp cña b¸nh r¨ng. Trong qu¸ tr×nh ¨n

khíp, l lu«n lu«n biÕn ®æi vµ dao ®éng, v× vËy l−u l−îng tøc thêi cña b¬m

b¸nh r¨ng còng lu«n lu«n biÕn ®æi vµ dao ®éng.

Q_max=(2Rm+m²).ω.b

Q_min= (2R.m +m²-l²_max)ω.b

(2-18)

(2-19)

Biªn ®é dao ®éng l−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng thay ®æi theo chu kú tõ

Q_min®Õn Q_max.Mét chu kú dao ®éng cña c¸c th«ng sè dßng ch¶y lµ β=2π/z.

§Ó ®¸nh gi¸ møc ®é dao ®éng l−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng, ng−êi ta

®Þnh nghÜa hÖ sè dao ®éng l−u l−îng δ cña b¬m nh− sau:

Q_max−Q_min

δ =

(2-20)

Q_TB

§èi víi b¸nh r¨ng trô, hÖ sè dao ®éng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

cos²α

δ =1,25.

(2-21)

Z

Ng−êi ta x¸c ®Þnh r»ng biªn ®é dao ®éng l−u l−îng cña b¬m b¸nh r¨ng,

A = Q_max-Q_min, phô thuéc vµo hÖ sè trïng khíp ε, sè r¨ng Z, chiÒu réng vµnh

r¨ng b, vËn tèc gãc cña b¸nh r¨ng chñ ®éng ω vµ b¸n kÝnh vßng c¬ së R₀.

π ²

.ε.ω².R₀².b

A = Q_max-Q_min=

(2-22)

Z²

Dao ®éng l−u l−îng vµ dao ®éng ¸p suÊt lµ nh÷ng hiÖn t−îng kh«ng mong

muèn ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng thuû lùc.

2.1.7. C¸c b−íc thiÕt kÕ truyÒn ®éng b¸nh r¨ng b¬m

- Chän vËt liÖu.

- X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp.

23

- TÝnh s¬ bé mét kÝch th−íc c¬ b¶n cu¶ truyÒn ®éng b¸nh r¨ng, trªn c¬ së ®ã

x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc cña bé truyÓn råi

tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc, ®é bÒn uèn vÒ qu¸ t¶i.

2.1.7.1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o b¸nh r¨ng

B¬m B186A lµ thiÕt bÞ vËn hµnh víi t¶i träng lín vµ phøc t¹p nªn vËt liÖu

®−îc chän lµm ph¶i cã c¬ tÝnh tèt vÒ ®é bÒn uèn, ®é bÒn xo¾n, ®é cøng v÷ng,

1,5 mm vµ nhiÖt luyÖn ®¹t ®é cøng bÒ mÆt r¨ng 58 - 62 HRC

2.1.7.2. øng suÊt cho phÐp.

øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp σ vµ øng suÊt uèn cho phÐp σ ®−îc tÝnh

[

]

[

]

H

F

theo c«ng thøc sau:

σ

= σ ⁰/ S Z .Z .K .K

[

]

(

)

(2-23)

(2-24)

H

H lim

H

R

V

xH

HL

FL

σ

= σ ⁰/ S .Y .Y .K .K .K

[

]

(

)

F

F lim

F

R

S

xF

FC

Trong ®ã:

Z_R- HÖ sè xÕt ®Õn ®é nh¸m cña mÆt r¨ng lµm viÖc. Víi R_a≤1,25

… 0,63 nªn ta chän Z_R= 1;

Z_V- hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña vËn tèc vßng, v× ®é r¾n HB >

350 nªn:

Z_V= 0,925.v^0,05; Víi v = ω..R

π .n

3 0

Mµ R = 30 mm vµ ω =

nªn thay vµo c«ng thøc tÝnh vËn tèc :

π.4000

.30.10⁻³=12,5m/ s

v =

= 5,65 m/s

30

Víi v = 5,65 m/s > 5 m/s ta cã:

Z_V= 0,925.12,5^0,05= 1,05.

K_xH: hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña kÝch th−íc b¸nh r¨ng. V× d_a=72

nªn chän K_xH= 1.

Y_R= 1.

24

Y_S= 1,08 - 0,695.ln(m): HÖ sè ®é nhËy cña vËt liÖu ®èi víi tËp trung

øng suÊt, trong ®ã m m«®un tÝnh b»ng mm .

Y_S= 1,08 - ln(5,5) = 0,96.

K_xF: HÖ sè xÐt ®Õn kÝch th−íc b¸nh r¨ng ¶nh h−ëng ®é bÒn uèn:

K_xF= 0,95.

σ_H⁰_limvµ σ_F^o_limlÇn l−ît lµ øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp vµ øng suÊt uèn

cho phÐp víi chu kú c¬ së:

σ_H⁰_lim= 23.HRC = 23.58 =1334 MPa

σ_F⁰_lim=750 MPa.

S_H, S_F: HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc vµ uèn.

S_H=1,2;

K_FC: HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng ®Æt t¶i.

K_FC=1 (t¶i mét phÝa)

S_F=1,55.

K_HL,K_FL: HÖ sè tuæi thä, xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña thêi h¹n phôc vô vµ chÕ ®é

t¶i träng cña bé truyÒn ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

m_H

K_HL

K_FL

=

N_HO/ N_HE

N_FO/ N_FE

(2-25)

(2-26)

m_F

=

ë ®©y:

m_H, m_FbËc cña ®−êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc vµ uèn.

M_H=6, m_F=9 (tra b¶ng khi HB>350)

N_HO: sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ øng suÊt tiÕp xóc :

2,4

HB

N_HO= 30.H

víi H_HB=605 (tra b¶ng) ta cã:

N_HO= 30.605^2,4=14,23.10⁷

- N_FO: sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ uèn.

N_FO= 4.10⁶

N_HE, N_FEsè chu kú thay ®æi øng suÊt t−¬ng ®−¬ng. V× t¶i träng thay ®æi

liªn tôc nªn:

N_HE= K_HE.N_Σ

N_FE= K_FE.N_Σ

25

Trong ®ã:

K_HE, K_FElµ hÖ sè qui ®æi theo chÕ ®é chÞu t¶i, ta chän chÕ ®é t¶i nÆng vµ

cã:

K_HE= 0,50.

K_FE=0,30.

N = 60.c. n .t

∑

Σ

i

Trong ®ã:

n_isè vßng quay ë chÕ ®é i. Ta chän mét chÕ ®é lµ nÆng

n_i= 1800 v/phót.

C = 10 sè lÇn ¨n khíp trong mét vßng quay.

T_i:tæng giê lµm viÖc.

T_i= 4000 h.

4000

N_Σ= 60.10.

.4000 =16.10⁷

60

N_HE=0,5.16.10⁷= 8.10⁷

N_FE=0,3.16.10⁷=4,8.10⁷

Tõ ®ã thay vµo 2-25 vµ 2-26 ta ®−îc:

₆14,23.10⁷

K_HL

=

=1,1

8.10⁷

V× N_FE> N_FOdo ®ã K_FL=1.

Thay vµo (2.1), (2.2) ta ®−îc:

[σ_H]=(1334/1,2).1.1,05.1.1,1 = 1284 MPa

[σ_F] = (750/1,55).1.0,96.0,95.1.1 = 361,85 MPa

Tõ c«ng thøc tÝnh (2-18), (2-19) ta x¸c ®Þnh ®−îc øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp

vµ øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh r¨ng chñ ®éng vµ b¸nh r¨ng bÞ ®éng lµ:

[σ_H1]=[σ_H2]=[σ_H]=990 MPa.

[σ_F1]=[σ_F2]=[σ_F]=361,85 MPa.

øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp khi qu¸ t¶i:

[σ_H]_max=40HRC_m=40.58=2320 MPa;

øng suÊt uèn cho phÐp khi qu¸ t¶i:

26

[σ_F]_max=0,6σ_ch=0,6.800=540 MPa.

2.1.8. KiÓm nghiÖm bÒn cho b¸nh r¨ng

PhÐp tÝnh kiÓm nghiÖm nãi chung ®−îc tiÕn hµnh khi ®· biÕt c¸c th«ng sè

chÝnh x¸c cao nhÊt cã thÓ c¸c hÖ sè ¶nh h−ëng ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc cña bé

truyÒn, nhê ®ã ng−êi thiÕt kÕ cã thÓ thay ®æi mét vµi kÝch th−íc nÕu cÇn thiÕt.

øng suÊt tiÕp xóc xuÊt hiÖn trªn mÆt r¨ng cña bé truyÒn ph¶i tho¶ m·n ®iÒu

kiÖn sau:

2.T₃.K_H.(u ±1)

σ_H= Z_M.Z_H.Z_ε.

Trong ®ã:

≤ σ

[

]

H

b_w.u.d_w²₁

Z_M-hÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña b¸nh r¨ng ¨n khíp, tra b¶ng ta cã:

Z_M= 274 (MPa)^1/3.

Z_H- hÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc

Z_H= 2cos β_b/sin 2α_tw

(2-27)

β_b-gãc nghiªng cña r¨ng trªn h×nh trô c¬ së

tgβ_b= cosα_t.tgβ

víi: β=0⁰,α = 20⁰

β_b=β = 0⁰thay vµo ta cã:

Z_H= 2cos0⁰/sin 2.30⁰30' =1,51

ε_β-hÖ sè trïng khíp däc, tÝnh theo c«ng thøc:

Z_ε- hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng, x¸c ®Þnh nh− sau:

ε_β= b_w.sinβ/(mπ) víi b_w= 39 mm thay vµo ta cã:

ε_β= 39.sin0⁰/(m.π) = 0. Nªn ta dïng c«ng thøc:

Z_ε= (4 −ε_α) /3

Trong ®ã ε_αx¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

d_a²₁− d_b²₁+ d_a²₂− d_b²₂− 2a_wsinα_tw

ε_α=

2πmcosα_t/ cos β

27

2 72²−55²− 2.60sin30⁰30'

2π.5,5cos20⁰

ε_α=

hoÆc: ε_α=[1,88-3,2(1/z₁+1/z₂)]cosβ

=[1,88-3,2(1/10+1/10)]cos0⁰

=1,24. Thay vµo (2-23) ta cã:

Z = (4 −1,24) /3 = 0,96

.

ε

K_H- hÖ sè t¶i trong khi tÝnh vÒ tiÕp xóc

K =K .K .K

β

H

α

H

Hv

β

H

vµnh r¨ng , K =1,12.

β

H

α

H

thêi ¨n khíp, K =1.

α

H

K_Hvlµ hÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp, trÞ sè

K =1+ν .b .d /(2T .K .K

β

H

Hv

H

w

w1

3

H

ν_H= δ_H.g₀.v. a_w/u

Trong ®ã:

δ_H=0,01

g₀= 42

v=12,5 m/s

Thay vµo (2-26) ®−îc:

ν_H= 0,01.42.12,5. 60/1 = 40

Thay vµo (2-25) ta ®−îc: K_Hv=1+40.39.60/(2.40380.1,12.1) = 1,60

K_H= 1,12.1.1,60 = 1,792

Tõ c¸c sè liÖu ®· tÝnh ®−îc thay vµo ta ®−îc:

2.40380.1,792.(1+1)

σ_H= 274.1,51.0,96.

= 750,8MPa

< [σ_H]_max

22,5.1.60²

2.1.9. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn

r¨ng kh«ng d−îc v−ît qu¸ mét gi¸ trÞ cho phÐp:

28

σ_F1=2T₁K_FY_εY_βY_F1/(b_wd_wm)≤ [σ_F1]

Trong ®ã:

- T₁: M«men xo¾n trªn b¸nh chñ ®éng, Nmm.

- m: M«®un ph¸p tuyÕn, mm.

- b_w: ChiÒu réng vµnh r¨ng, mm.

- d_w1: §−êng kÝnh vßng l¨n b¸nh chñ ®éng, mm.

- Y_ε= 1/ε_αHÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng.

Y_ε=1/1,24=0,806

Y_β=1-β/140: HÖ sè kÓ ®Õn ®é nghiªng cña r¨ng, Y_β=1

Y_F1: HÖ sè d¹ng r¨ng cña b¸nh 1 hoÆc hÖ sè dÞch chØnh cña b¸nh r¨ng.

K = K K K

F .

β

F

α

F

ν

F

β

F

β

F

α

F

ν_Fb_wd_w1

K_Fv=1+

Víi b_W= 39 mm; d_W1= 60 mm;

2T K_FβK_Fα

1

v =πd_W1n/6000 =3,14.60.1800/6000 =56,55 m/s

v_F= δ_Fg₀v a_w/u = 0,010.0,011.56,55 60 = 0,048

0,048.22,5.60

K_Fv=1+

=1,13

2.40380.1,45.1

K_F= 1,13.1,45 = 1,64

σ_F1=2.40380.1,7.0,806.1.1,75(22,5.60.5,5) = 45 MPa.

σ_F1< [σ_F1] =361 MPa

2.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ côm khíp nèi gi¶m chÊn

2.2.1.1. C¸c d¹ng h− háng

1. Ch÷ thËp: VËt liÖu thÐp 45 (theo mÉu), th−êng gÆp c¸c d¹ng h− háng sau:

- PhÇn r¨ng trong lç ch÷ thËp – lµ d¹ng then hoa h×nh ch÷ nhËt bÞ mßn

- PhÇn c¸nh (4 c¸nh) bÞ biÕn d¹ng trong thít gi÷a

29

2. Thít gi÷a: VËt liÖu GX15-32 (theo mÉu) th−êng gÆp c¸c d¹ng h− háng sau:

- C¸c c¸nh phÝa trong bÞ vì do ch÷ thËp Ðp, nÐn

- C¸c vµnh bÞ nøt, vì do bÞ rung ®éng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc

3. MÆt bÝch trong, ngoµi: VËt liÖu CT3 (theo mÉu) th−êng gÆp c¸c d¹ng h−háng sau:

- C¸c lç ®Þnh vÞ bÞ nøt, vì víi ®u«i ®éng c¬ (b¸nh ®µ)

4. Vung gi¶m chÊn: VËt liÖu GX15-32 (theo mÉu), th−êng gÆp c¸c d¹ng h−háng sau:

- Lç l¾p vßng bi bÞ mßn réng kÝch th−íc

- C¸c lç b¾t bu l«ng bÞ nøt vì do rung ®éng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc

5. Trôc then hoa

- Cæ trôc φ40 vµ φ65 bÞ mßn

- Lç ren l¾p bu l«ng bÞ mßn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc

6. Vßng bi, bu l«ng vµ ªcu: th−êng gÆp c¸c d¹ng h−háng sau:

- Mßn ®−êng kÝnh trong vµ ngoµi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc

- KÑt do bôi

- R¬i ra do c¸c lç ®Þnh vÞ bÞ nøt vì

c¸c chi tiÕt cña côm khíp nèi gi¶m chÊn bÞ mßn, nøt, vì. Do ph¶i

truyÒn m« mªn xo¾n tõ ®éng c¬ ®Õn c¸c bé phËn tiÕp theo cña hÖ thèng

®éng cña côm gi¶m chÊn, dÉn ®Õn mÊt tÝnh n¨ng vµ t¸c dông cña c¶

côm chi tiÕt trªn

2. BiÖn ph¸p kh¾c phôc: C¸c chi tiÕt cña côm khíp nèi gi¶m chÊn xe HD do

NhËt chÕ t¹o rÊt chÝnh x¸c, ®é bÒn cao, l¾p r¸p cÈn thËn. Do hÕt thêi gian

b¶o hµnh, ®Ò nghÞ nhËp chi tiÕt th−êng chËm kh«ng ®¸p øng tiÕn ®é söa

ch÷a vµ gi¸ thµnh c¸c chi tiÕt rÊt ®¾t, ph¶i mua b»ng ngo¹i tÖ. Khi c¸c

C«ng ty Than Cäc Sau, Hµ Tu... ®Æt vÊn ®Ò chÕ t¹o míi trong n−íc, nhãm

®Ò tµi cña ViÖn C¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má – TKV ®· tiÕn hµnh:

30